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基于嵌入式系统的足底压力检测系统

作　者: 杨庆
导　师: 刘华
学　校: 电子科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 足底压力检测 μC/OS-II C8051F020 液晶显示
分类号: R318.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

足底压力检测系统已经应用于很多领域,如医学领域、生物力学、运动康复等。据国外医学研究,足底压力能够准确的反映人体足部的结构以及整个身体的生理学、病理力学参数,因此具有非常高的科研价值。由于医疗仪器设备自身精确性和实时性发展趋势的要求,嵌入式操作系统应用于医疗仪器设备,符合发展趋势的要求和变化。因此,本文设计了一款基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II的足底压力检测系统。由于引入了操作系统,增强了系统的抗干扰能力,也提高了系统精确度和可靠性,同时使得系统具备良好的扩展性。本文的工作内容如下:1.本文以ICSensors 1451传感器芯体为基础,制作成能够测量足底压力的传感器鞋垫。数据采集模块是以AD7705模数转换芯片为核心,这是一款16位的低频测量的双通道差分模数变换器。通过以上硬件完成数据的采集工作。2.中央处理芯片为C8051F020单片机。它的特点是外设功能多,运行速度快。单片机完成主要数据的接受、处理、发送等工作。3.移植嵌入式实时操作系统μC/OS-II到C8051F020单片机上,实现多任务之间相互调度,提高了系统的效率,改善了编程质量以及系统的性能。通过SPI总线、串行通信接口以及环形fifo结构完成了数据的传送。4.完成了对数据的显示。显示部分为液晶显示,利用液晶显示能够方便快捷的显示数据的变化。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-12
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 本课题国内外研究现状  10
    1.2.1 国外研究进展  10
    1.2.2 国内研究进展  10
  1.3 本课题研究的意义及内容  10-12
第二章 UC/OS-Ⅱ系统解析  12-19
  2.1 UC/OS-Ⅱ简介  12-13
  2.2 UC/OS-Ⅱ的内核结构  13-16
    2.2.1 临界段  13
    2.2.2 任务管理与状态  13-15
    2.2.3 任务调度  15
    2.2.4 时间管理  15-16
  2.3 任务间的通信与同步  16-18
    2.3.1 信号量  16-17
    2.3.2 消息邮箱  17
    2.3.3 消息队列  17-18
  2.4 本章小结  18-19
第三章嵌入式足底压力测量系统的硬件设计  19-34
  3.1 系统硬件基本功能和总体框图  19-20
    3.1.1 系统硬件基本功能  19
    3.1.2 系统硬件总体框图  19-20
  3.2 系统 CPU  20-22
    3.2.1 C8051F020 单片机的介绍  20-22
  3.3 系统的传感器鞋垫介绍  22-24
    3.3.1 足底压力传感器的简介  22-23
    3.3.2 传感器鞋垫到制作  23-24
  3.4 A/D 转换电路  24-28
    3.4.1 AD7705 的引脚排列和功能  24-25
    3.4.2 AD7705 的寄存器设置  25-27
    3.4.3 AD7705 与传感器的接口  27-28
  3.5 液晶显示器的选择  28-29
    3.5.1 OCMJ8X15B 到介绍  28-29
  3.6 键盘电路设计  29-30
    3.6.1 键盘设计方案  29-30
    3.6.2 硬件电路  30
  3.7 通信接口电路  30-31
  3.8 电源模块  31-32
    3.8.1 5V 与3.3V 直流电源的设计  31-32
    3.8.2 5V 到 2.5V 的转换  32
  3.9 硬件系统的抗干扰设计  32-33
  3.10 小结  33-34
第四章嵌入式足底压力检测系统的软件设计  34-50
  4.1μC/OS-II 在 C8051F020 芯片上的移植  34-39
    4.1.1 OS_CPU.H 文件  35-36
    4.1.2 OS_CPU_C.C 文件  36-37
    4.1.3 OS_CFG.H 文件  37
    4.1.4 OS_CPU_A.ASM 文件  37-38
    4.1.5 测试移植代码  38-39
  4.2 AD7705 模块程序设计  39-42
    4.2.1 AD7705 的读写操作  39-41
    4.2.2 AD7705 的读写程序  41-42
  4.3 LCD 液晶的显示设计  42-44
  4.4 UART 的通信设计  44-45
  4.5 基于C/OS-Ⅱ操作系统平台的应用程序设计  45-49
    4.5.1 任务分配及调度逻辑  45
    4.5.2 系统任务的划分  45-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章测量结果分析  50-53
  5.1 足底压力检测系统的调试  50-52
  5.2 足底压力检测系统的分析  52-53
第六章结论与展望  53-55
  6.1 结论  53
  6.2 创新点  53-54
  6.3 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-58
攻读硕士期间的研究成果  58-59

基于嵌入式系统的足底压力检测系统

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